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La Agencia Estatal de Investigación, dependiente del Ministerio de Ciencia e Innovación, concedió este mes a grupos de investigación de la Universidad de Vigo algo más de un millón de euros para la puesta en marcha de nueve proyectos de Prueba de Concepto, trabajos dirigidos a acelerar la transferencia de conocimiento y los resultados generados en proyectos de investigación básica, en progreso o recién finalizados dentro del Plan Estatal de Investigación. Entre ellos está el proyecto Big-Prodixos, que permitirá avanzar en el uso de enzimas como herramienta biotecnológica central para la generación industrial de xilooligosacáridos alimentarios a partir de paja de trigo.
El proyecto cuenta con un equipo formado por María Luisa Rúa (investigadora principal), Ana María Torrado, Clara Fuciños y Andrea Rodríguez, del Laboratorio de Bioquímica, del Grupo de Investigaciones Agroambientales y Alimentarias de la UVigo, situado en la Facultad de Ciencias del campus de Ourense. Además, participa el Grupo Exprela, asociado al Centro de Investigaciones Científicas Avanzadas de la Universidad de A Coruña, con un equipo encabezado por María Isabel González y formado también por Manuel Becerra y María Esther Rodríguez.
Big-Prodixos, que celebró este lunes su reunión de arranque y que se desarrollará hasta finales de 2024, está financiado con 146.395 euros por la citada convocatoria de la Agencia Estatal de Investigación del Ministerio de Ciencia e Innovación y por la Unión Europea con fondos NextGeneration IU y el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia. El trabajo lanzado ahora da continuidad a otro proyecto, Prodixos, desarrollado por el mismo equipo entre los años 2019 y 2022 y financiado igualmente por el entonces Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y centrado en la Producción dirigida de xilooligosacáridos para distintas aplicaciones alimentarias mediante tecnologías enzimáticas innovadoras. Una vez realizado con éxito el desarrollo a escala de laboratorio, Big-Prodixos tiene como objetivo llevar a cabo el escalado y valorización comercial del proceso propuesto hasta nivel de clientes.
El proceso que contempla el proyecto, comentan sus responsables, se desarrolla «en el contexto actual de una necesaria transición hacia una bioeconomía sostenible basada en el empleo de materias primas renovables, procesos de bajo consumo energético y reducción de contaminantes y para contribuir a satisfacer la demanda creciente de las y de los consumidores de alimentos seguros, saludables y con propiedades funcionales y características idóneas para necesidades especiales». En este sentido, añaden, Big-Prodixos propone un proceso biotecnológico de bajo impacto ambiental, basado en el empleo de enzimas como herramienta central para la generación limpia de ingredientes a partir de la paja de trigo, ingredientes con utilidad creciente en la industria alimentaria como prebióticos y agentes sustitutos de grasas.
El interés de emplear la paja de trigo como material de partida se justifica según el equipo investigador por su potencial como subproduto con un elevado volumen de producción, que en Europa y España supera los 144 y 16 millones de toneladas anuales respectivamente, y contribuir así a la gestión sostenible de sus residuos. Por otro lado, añaden, la iniciativa pretende contribuir «a autoabastecer de xilooligosacáridos la demanda de la industria alimentaria europea, considerada la mayor industria manufacturera en Europa en términos de empleo y valor añadido».
Enzimas como herramientas eficientes
Big-Prodixos «tiene cómo primera etapa a adaptación y validación del proceso a nivel de planta piloto y entornos industriales y la posterior validación en matrices alimentarias reales de la utilidad de los xilooligosacáridos resultantes del proceso como agentes modificadores de texturas». Para esto, se emplearán enzimas comerciales de uso alimentario y enzimas de producción propia desarrolladas en el marco de un proyecto europeo previo (Hotdrops), llevado a cabo por el mismo grupo de investigación del trabajo lanzado ahora.
Con los resultados conseguidos, detalla María Luisa Rúa, «se definirá la propuesta de valor y se desarrollará y se ejecutará una hoja de ruta dirigida a la futura transferencia del proceso al sector industrial alimentario y/o biotecnológico, en los que se encuadra el ámbito tecnológico del proceso». Según explica, Big-Prodixos incorpora como novedad respecto de otros procesos de obtención de xilooligosacáridos a partir de paja de trigo la eliminación del pretratamento a alta temperatura y el empleo de endo-xilanas cómo coadyuvantes para la extracción limpia y eficiente del xilano presente en la matriz lignocelulósica».
María Esther Rodríguez, Manuel Becerra, María Isabel González, María Luisa Rúa, Ana María Torrado e Marta Diéguez na Facultade de Ciencias do campus de Ourense
Desde el punto de vista científico, indican las investigadoras del estudio, «consideramos que el aporte principal del proceso que se propone poner en valor es la demostración del potencial de las enzimas como herramientas eficientes para el fraccionamento limpio de ciertos materiales lignocelulósicos en substitución de los tratamientos termoquímicos». De este modo, añaden, «el uso de enzimas en combinación con pretratamentos suaves de la materia prima que permitan una mejor accesibilidad del catalizador a sus sustratos constituye la base para desarrollar procesos más ecológicos y limpios».
Según detallan, una ventaja adicional asociada al uso de enzimas radica en su capacidad para realizar catálisis muy específicas en condiciones suaves, «lo que reduce drásticamente los procesos de degradación térmica y química y permite obtener productos finales con mayores grados de pureza». Esta última característica, apuntan, «es de especial importancia para la industria alimentaria, que con frecuencia exige la incorporación de costosas etapas finales de purificación, que garanticen la seguridad del producto cuando en su producción se generan sustancias indeseables, y acerca un valor adicional a los xilooligosacáridos producidos de acuerdo a este proceso como ingredientes seguros».
Ya desde el punto de vista económico, las responsables del proyecto consideran que las características del proceso propuesto (como la amplia disponibilidad de materia prima, la relativa sencillez en términos de tecnologías, el coste reducido de los materiales utilizados y el consumo moderado de energía) y la importante demanda de xilooligosacáridos en Europa (primer consumidor mundial de este tipo de ingredientes alimentarios) «constituyen un buen punto de partida para facilitar la transferencia del proceso al sector industrial en Europa y España».
Desde el punto de vista social, añaden por último, consideran que la transferencia del proceso al sector productivo puede contribuir al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible: aumentando los beneficios de la actividad agrícola a través de la valorización de los residuos, en este caso la paja de trigo, con el objetivo de incentivar una agricultura «digna y fuerte, capaz de suministrar alimentos suficientes para toda la población» (Objetivo 2. Hambre cero); proporcionando ingredientes alimentarios de alta calidad con propiedades funcionales que mejoren la salud del consumidor e ingredientes con propiedades texturizantes para la elaboración de alimentos con requerimientos especiales como, por ejemplo, personas de la tercera edad con problemas de deglución (Objetivo 3. Salud y bienestar); y acercando evidencias sobre el potencial de las enzimas como herramientas estratégicas en la evolución hacia un bioindustria más sostenible y más eficiente para la obtención de productos de alta calidad (Objetivo 9. Industria, innovación e infraestructura).
